Nghiên cứu chiết xuất các dưỡng chất từ rong mơ (Sargassum Sp.) định hướng sử dụng làm phân bón lá hữu cơ

Nhằm nâng giá trị sử dụng cho rong mơ, nội dung nghiên cứu của bài viết là khảo sát các điều kiện tối ưu trong quy trình chiết xuất các dưỡng chất từ rong mơ (Sargassum sp.) thử nghiệm sử dụng làm phân bón lá hữu cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chiết xuất các dưỡng chất từ rong mơ (Sargassum Sp.) định hướng sử dụng làm phân bón lá hữu cơ Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm 17 (1) (2018) 76-89 NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT CÁC DƢỠNG CHẤT TỪ RONG MƠ (Sargassum sp.) ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG LÀM PHÂN BÓN LÁ HỮU CƠ Trần Nguyễn An Sa*, Trƣơng Bách Chiến, Đỗ Bích Thủy, Phùng Thị Huyền Trân, Lê Thị Thanh Thƣơng, Nguyễn Thị Thủy Tiên Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM *Email: satna@cntp.edu.vn Ngày nhận bài: 27/7/2018; Ngày chấp nhận đăng: 05/12/2018 TÓM TẮT Rong mơ (Sargassum sp.) là nguồn nguyên liệu sử dụng để chiết xuất fucoidan, alginate và polysaccharide. Ngoài thành phần chính alginate, rong mơ còn chứa lượng lớn các nguyên tố đa lượng, trung và vi lượng và các chất kích thích sinh trưởng như gibberelin, cytokinin... Do đó, rong mơ cũng được dùng như là nguồn bổ sung dưỡng chất cho cây trồng. Nhằm nâng giá trị sử dụng cho rong mơ, nội dung nghiên cứu của báo cáo là khảo sát các điều kiện tối ưu trong quy trình chiết xuất các dưỡng chất từ rong mơ (Sargassum sp.) thử nghiệm sử dụng làm phân bón lá hữu cơ. Kết quả nghiên cứu thu được quy trình chiết xuất các dưỡng chất đa lượng, trung và vi lượng từ rong mơ gồm 2 giai đoạn: giai đoạn 1 thực hiện ngâm 24 giờ trong acid, sau đó đun sôi 1 giờ, thu dung dịch 1; giai đoạn 2 thực hiện đun sôi bã rong 1 giờ với Na2CO3 thu được dung dịch 2, trộn dung dịch 1 và dung dịch 2 tỷ lệ 1:1 để thu được dung dịch thành phẩm và acid alginic. Kết quả nghiên cứu cũng thu được dung dịch acid thích hợp để chiết xuất có nồng độ phù hợp trong khoảng 0,2–0,5 mol/L và dung dịch Na2CO3 tương ứng trong khoảng 0,1–0,25mol/L; tỷ lệ rong/dung môi phù hợp là 1:5. Ngoài acid HCl, có thể thay thế bằng acid CH3COOH và H3PO4. Hàm lượng các chất trong dung dịch thành phẩm lần lượt là: nitơ 71,4 mg/100 mL; P2O5 11,23 mg/100 mL; K2O 1,21%; CaO 52,92 mg/100 mL; MgO 71,3 mg/100 mL; Fe 5,41 ppm; Zn 1,3 mg/100 mL; Mn 9,51 ppm. Từ khóa: Alginate, phân bón lá hữu cơ, rong mơ (Sargassum sp.), HCl, Na2CO3. 1. MỞ ĐẦU Phân bón lá là hỗn hợp gồm các hợp chất dinh dưỡng hòa tan trong nước được phun lên lá để cây hấp thụ. Trong thành phần chất dinh dưỡng của phân bón lá ngoài các nguyên tố đa lượng như đạm, lân (phospho), kali, còn có các nguyên tố trung và vi lượng như Ca, Mg, Fe, Zn, Mn, Cu, B… các nguyên tố này tuy có hàm lượng ít nhưng lại giữ vai trò rất quan trọng vì trong môi trường đất thường thiếu hoặc không có. Do đó, khi bổ sung các chất này trực tiếp qua lá sẽ giúp đáp ứng đủ nhu cầu và cân đối dinh dưỡng cho cây, tạo điều kiện cho cây phát triển đầy đủ trong từng giai đoạn sinh trưởng. Phân bón lá có tác dụng đặc biệt trong những trường hợp cần bổ sung khẩn cấp chất dinh dưỡng đạm, lân, kali hay các nguyên tố trung, vi lượng [1-2]. Hiện nay, các chế phẩm phân bón lá rất phong phú và đa dạng, phân bón lá có thể được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu khác nhau có nguồn gốc vô cơ hoặc hữu cơ. Trong thời gian gần đây, trước nhu cầu sử dụng sản phẩm nông nghiệp sạch có nguồn gốc hữu cơ, các sản phẩm phân bón hữu cơ chiết xuất từ rong biển tươi đã và đang được thương mại hóa rộng rãi, nhưng đa số đều được phân phối từ các đơn vị nước ngoài, chưa có sản phẩm nào được sản xuất trực tiếp từ nguồn nguyên liệu trong nước [3-4]. 76 Nghiên cứu chiết xuất các dưỡng chất từ rong mơ (Sargassum sp.) định hướng sử dụng... Rong mơ Sargassum (Lớp Phaeophyceae) là nguồn tài nguyên sẵn có và dồi dào trong đại dương với hơn 400 loài đã được mô tả [5]. Ở Việt Nam, trong gần 1000 loài rong biển thì ngành rong nâu (Phaeophyta) chiếm 143 loài trong đó giống Sargassum được phát hiện là 22 loài ở miền Bắc và 13 loài ở miền Nam [6]. Sản lượng rong nâu tự nhiên ước tính hàng năm khoảng 15000–35000 tấn rong khô, chủ yếu là họ rong mơ (Sargassaceae) với 2 chi Sargassum và Turbinarria là nguồn nguyên liệu chủ yếu để chiết xuất fucoidan và alginate, polysaccharide [6-13]. Thành phần hóa học có trong vách tế bào của rong mơ rất có ngh a do chứa lượng lớn acid alginic. Acid alginic là một loại polysaccharide, là loại nguyên liệu quan trọng dùng để sản xuất keo alginate, dùng trong nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp giấy, sơn, cao su, phim ảnh, mỹ phẩm, công nghiệp thực phẩm... Keo alginate còn được ứng dụng sản uất một số dụng cụ (băng gạc, chân tay giả…) trong ngành y 6, 9, 11-13]. Hàm lượng iod trong rong mơ rất cao (0,25–0,35% khối lượng khô) nên rong mơ được sử dụng như một loại thảo dược chữa bệnh bướu cổ, ngoài ra, rong mơ chứa nhiều vitamin, đạm, chất ơ, các nguyên tố đa vi lượng như natri, kali, iod, magie, kẽm, đồng. Rong mơ được sử dụng là nguồn thực phẩm quan trọng ở Nhật Bản và Trung Quốc. Bên cạnh đó, rong mơ cũng được dùng làm nguồn bổ sung dưỡng chất và sử dụng trong nông nghiệp do rong mơ chứa đáng kể lượng chất kích thích sinh trưởng như olioalginate, laminaran cùng các hợp chất như auxin, gibberelin, cytokinin [14-15]. Năm 1981, Sumera và Gloria đã chiết xuất và ác định các tính chất đặc trưng của các chất giống auxin từ loài Sargassum polycystum C. Ag. [16]. Năm 2000, Chung Thanh Tú, bằng phương pháp sinh trắc nghiệm, đã chứng minh được sự hiện diện của các hoạt chất giống auxin ở nồng độ 20–40 mg/L, lượng nhỏ chất giống gibberellin và chất giống cytokinin (hàm lượng 0,01–0,1 mg/L) trong rong mơ (Sargassum polycystum C.Ag.) [17]. Gần đây, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến khả năng phát triển của cây khi sử dụng dịch chiết từ rong mơ làm phân bón, nhưng các dịch chiết rong mơ thu được đều chiết bằng phương pháp đun nóng với nước, và tập trung vào thử nghiệm khả năng phát triển của cây [18-22]. Ở Việt Na ...